【www.zhangdahai.com--其他范文】
李兴航 综述，李琦涵 审校
中国医学科学院北京协和医学院医学生物学研究所云南省重大传染病疫苗研发重点实验室，云南 昆明 650118
1973年，STEINMAN和COHN［1］在小鼠脾细胞中发现一群形态上呈独特星形的细胞群，命名为树突状细胞（dendritic cell，DC）。之后的研究发现，DC是一类抗原提呈细胞（antigen-presenting cell，APC），在启动机体免疫应答和维持免疫耐受方面发挥重要作用，并在天然免疫和适应性免疫中起着桥梁的作用。鉴于其在免疫功能的特殊地位，DC疫苗的研究可为常规疫苗无法治疗的疾病（如肿瘤）提供新的治疗手段，也可为开发新型预防性疫苗提供思路。本文基于DC疫苗的研究现状和前景作一综述。
DC是一种独特的APC，存在于不同的解剖位置和环境间，如皮肤真皮层、淋巴结等。能够捕获、处理并提呈抗原，具有激活Naive T细胞、CD4+T和B细胞的能力，启动免疫应答［2］。
DC根据成熟度不同，可分为成熟和未成熟DC。未成熟DC能够高效的从周边环境中摄取病原体、死亡的细胞和其他抗原物质，并对其进行处理加工。这类DC表面的MHCⅠ和MHCⅡ以及T细胞共刺激因子和黏附分子的表达水平均较低，将抗原提呈并激活T细胞的能力有限，但可通过诱导T细胞无能和T细胞耗尽诱导免疫耐受［3-4］。成熟DC的摄取抗原能力下降，但MHC分子、共刺激分子和黏附分子（如CD40、CD80、CD83、CD54等）表达增加，此外还会分泌和表达一些细胞因子（如IL-6、TNF-α、干扰素）和趋化因子受体（如CCR7）［5］。这些分子能将DC顺利趋化至外周淋巴器官与T细胞进行作用，从而能够将抗原提呈给T细胞启动抗原特异性免疫应答。
根据DC的发育过程不同，主要分为经典DC（cDC）、浆细胞样DC（pDC）和单核细胞来源DC（mo-DC），其功能、分布和表面标志物见表1和表2［6］。常规树突状前体细胞（pre-cDC）、pDC和单核前体细胞来源于骨髓，通过血液循环迁移至淋巴结、脾等淋巴组织和皮肤、肺、肠等非淋巴组织。在皮肤等外周组织中，pre-cDC和单核前体细胞分别分化为未成熟的cDC和moDC［7］。此外，朗格汉斯细胞（Langerhans cells，LC）也属于皮肤表皮中的一类特殊的常驻抗原提呈细胞群体，可将抗原提呈给CD4+T细胞诱导Th2型免疫应答。此前大部分文献认为LC属于DC中的一类，但LC在个体发育上明显不同于DC［8-9］，其来源于胚胎的单核细胞，并能够自我更新，另外LC的发育依赖于巨噬细胞生长因子CD115／M-CSF-R和IL-34，并不依赖于Flt3L。基于以上这些特点，LC在最新的一些报道中被被归纳为巨噬细胞群体［10-11］。
表1 人和小鼠体内DC亚群分类Tab.1 Classification of DC subsets in humans and mice
表2 人和小鼠体内DC亚群主要功能特点Tab.2 Main functional features of DC subsets in humans and mice
另外还有一类天然淋巴细胞（innate lymphoid cell，ILC）与DC在机体天然免疫和诱导T细胞应答中具有高度相似之处。ILC、DC和T细胞构成4个功能性的免疫模块，并协同相互作用共同激活T细胞应答［12-13］。ILC1、cDC1和Th1细胞属于细胞内防御模块；
ILC2和由转录因子Klf4定义的cDC2亚群与Th2细胞对维持屏障免疫具有重要作用；
ILC3和依赖于Notch2的cDC2亚群对细胞外病原体和真菌的免疫是必需的［12］。此外，两类细胞发育的祖细胞和转录谱均有相同之处［13］。
DC不仅能通过抗原依赖的方式启动特异性免疫应答，还能诱导免疫耐受，调节免疫稳态［14］。理解不同DC亚群的功能特征和与之相关的免疫应答网络，也为各类疾病以及针对这些疾病的疫苗的免疫学研究奠定了理论基础。
DC以其强大的抗原摄取、加工和提呈的能力以及在激活机体免疫应答中的重要地位，成为研究疫苗的理想对象。目前，全世界进行的关于DC疫苗的临床试验已超过200项（数据来源：https：／／clinicaltrials.gov）。
2.1 DC疫苗的分类DC疫苗根据研究时间和制备策略的不同大致可分为3类［15］：①早期DC疫苗，即使用蛋白质或长肽形式的抗原加上促进DC成熟的佐剂［16］；
②体内靶向DC的疫苗；
③体外诱导DC负载抗原后回输。
传统DC疫苗的靶向性较差。为增强其靶向性，需寻找和使用与DC具有高亲和力的载体或寻找关于DC的新型佐剂。靶向DC疫苗是通过将抗DC表面相关受体（如DC表面的C型凝集素DEC205、CD11c等）的抗体与抗原偶联后注射进入机体，使抗原能够直接与DC接触。体外DC负载抗原后回输是通过从人体的外周血分离单个核细胞或从骨髓分离CD34+前体细胞后，经多种细胞因子（如GM-CSF、IL-4、TNF-α）进行刺激分化，获得未成熟或成熟DC。这些DC可在负载核酸、多肽、蛋白、细胞、纳米颗粒等抗原后回输至受者体内。在体内，DC将这些物质作为抗原摄取、加工和提呈给机体免疫系统，诱导或增强人体针对相关抗原的免疫应答，达到预防或治疗疾病的作用。
2.2 早期DC疫苗 早期的DC疫苗就是通常所说的重组蛋白或多肽疫苗，其研究重点在抗原肽序列的合理设计和佐剂的运用上。该概念是基于MHC分子在提呈抗原肽中所起作用的研究提出的。此前，学界广泛认为MHCⅠ类分子结合肽段稍长的肽，在合适佐剂的作用下，能够更好地使DC促进效应T细胞的活化，另外一些长肽包含可由DC提呈的更广泛的表位，促进DC对抗原的提呈效果［16］。
LEFFERS等［17-18］开展了一项针对TP53蛋白设计的肿瘤疫苗p53-SLP的临床试验，该疫苗通过构建重叠的合成长肽（synthetic long peptide，SLP）促进疫苗被DC提呈。p53-SLP能够诱导p53特异性T细胞反应，但诱导的IFNγ T细胞和Th1细胞反应较弱，受试者生存率与其他患者无显著差异，需要进一步优化疫苗的设计［16］。另外，葛兰素史克研发了一款针对非小细胞肺癌患者的疫苗并开展了Ⅲ期临床试验。该疫苗使用癌睾丸抗原3（melanomaassociated antigen-3，MAGEA-3）的重组融合蛋白，配合佐剂AS15。临床试验结果显示，与安慰剂相比，该疫苗并未增加受试者生存期，因此停止了该疫苗的进一步研发［19］。
早期DC疫苗的失败，可能是对DC在提呈抗原激活免疫和诱导耐受方面的功能了解不够全面。另外，缺乏有效的DC激活佐剂可能会导致DC保持未激活状态或诱导耐受。为解决这些问题，人们开始开发靶向DC疫苗或将DC负载抗原后回输来保证DC的激活和对抗原的提呈。
2.3 靶向DC疫苗 靶向DC疫苗的原理是通过将DC表面受体的抗体与需要递送的抗原偶联或融合在一起，使疫苗本身能够更加高效地被DC摄取、加工和提呈。这些靶向受体包括DEC205、Clec9A、Clec12A、CD11c、CD40、CD11b等［20］。有研究显示，疫苗靶向DC表面不同受体会具有不同被内化的效率，一般情况下，DEC205、Clec9A、CD40较CD11b和CD11c具有更好的内化速度。另外，抗原量的多少并不是抗原提呈效率的决定因素［21］。因此，在靶向DC疫苗中选择合适的靶向受体至关重要。目前，靶向DC疫苗已针对多种肿瘤、流感病毒、轮状病毒、HIV、HPV等多种疾病和病原体进行了研究［22-26］。
这些受体中，在小鼠和人类中研究最广泛的DC靶标为DEC205。PADILLA-QUIRARTE等［25］将流感病毒M节段中的M2e与DC表面DEC205（α-DEC-205：M2e）用特异性单克隆抗体（mAb）进行化学交联，加入polyI：C佐剂后皮下免疫小鼠，对照组仅免疫M2e蛋白或M2e游离肽。实验组虽无法阻止动物发病，但对病毒剂量30 LD50的异源性病毒的致死性攻击具有76%的保护效果，而对照组仅20%～40%。另一项研究用轮状病毒VP6与DEC205的mAb交联（αDEC-205：VP6），并使用polyI：C作为佐剂，口服免疫小鼠。相比仅用VP6免疫，αDEC-205：VP6能更早诱导出抗VP6抗体。免疫后21 d对小鼠进行口服攻毒发现，αDEC-205：VP6组在第2天，排泄出的轮状病毒较对照组开始减少，至第6天完全检测不到，表明αDEC-205：VP6能显著降低病毒在肠道内的复制［24］。
一些研究还通过将DC靶向肽与抗原融合构建DC靶向疫苗。WANG等［27］通过重组植物乳杆菌NC8并携带狂犬病病毒数个G基因，在肽段的C-末端融合DC靶向肽（DCpep）组成疫苗NC8-pSIP409-dRVG。经过3次1×109CFU剂量口服免疫后的小鼠，具有高水平的IgG抗体并具有强烈的Th1型免疫应答，能够保护60%小鼠免受病毒剂量为100×ICLD50（100倍50%脑内致死剂量）的致死性攻击。
最新研究发现，可构建蛋白融合系统实现疫苗的DC靶向。AO等［28］开发了一种基于埃博拉病毒包膜糖蛋白（EboGP）的嵌合融合蛋白系统，并用该系统开发出一款HIV疫苗。研究者们用HIV包膜多肽（Env）的C2-V3-C3或C2-V3-C3-V4-C4-V5替换EboGP黏蛋白样结构域（mucin-like domain，MLD）的MLD-C5环肽（分别为EbGPΔM-V3和EbGPΔM-V3-V5）构建HIV的DC靶向系统。结果表明，V3多肽的替代不影响EboGPΔM靶向DC的能力，并能有效刺激NF-κB信号通路。EboGPΔM-V3结合HIV的VLPs和Env，能够诱导小鼠产生高水平的针对HIVgp120和p24的IgA、IgG抗体以及较强的IFNγ、IL-2、IL-4、IL-5和MIP-1水平。证明了该靶向DC疫苗技术平台的可行性。
2.4 DC体外负载抗原后回输 这类DC疫苗的策略在于通过体外诱导未成熟或成熟DC后，针对不同抗原类型，通过多种手段（如共孵育、细胞融合、转染等）将抗原负载至DC上，最后回输至人或动物体内完成免疫，达到预防或治疗疾病的作用［29-30］，简要流程见图1。
针对细胞类抗原，DC可通过直接摄取死细胞和细胞裂解产物达到负载抗原的目的，也可通过聚乙二醇或电融合法将活细胞与DC融合形成融合细胞。该策略的优势是具有大量的表位信息，可激活多种针对肿瘤抗原的T细胞产生免疫应答，但数量较多的抗原类型也可能同时会激活自身反应性T细胞导致自身免疫疾病。
针对蛋白和肽类抗原，普遍是将DC与多肽和蛋白共孵育，使DC直接摄取加工后回输体内。如将肿瘤的肿瘤特异性抗原（tumor-specificantigen，TSA）或肿瘤相关性抗原（tumor-associatedantigen，TAA）负载至DC上治疗肿瘤，或通过将病原体如SARSCoV-2的S蛋白负载至DC上回输，可用于预防或治疗COVID-19。
针对核酸类抗原，可通过病毒载体、脂质体转染、电转染法和共孵育方法将核酸疫苗导入DC内。目前普遍通过脂质体或电转染方法将核酸导入DC内，较少采用共孵育方法，因为该方法效率较低［29］。对于核酸类型，目前多数疫苗更倾向于mRNA的DC疫苗，因为mRNA不会整合至细胞基因组中，带来的安全性考虑会更少。
针对纳米材料，一般通过调节纳米颗粒粒径或对纳米材料进行修饰后。在纳米颗粒上搭载蛋白或核酸类的抗原物质后负载DC制成疫苗。纳米材料的选择包括无机物和有机物，无机纳米材料如纳米金颗粒、氧化铁纳米颗粒，有机纳米材料如一些多肽类纳米纤维、壳聚糖等。如一种经美国食品和药物管理局（FDA）批准的纳米颗粒PLGA，是一种生物降解缓释聚合物，该纳米颗粒易被DC吸收［31］。
目前，这一类DC疫苗在预防和治疗传染性疾病和恶性肿瘤的研究中备受关注。2010年4月，FDA批准了世界上第一款DC疫苗“Sipuleucel-T”上市，用于临床上治疗转移性前列腺癌［32］。Sipuleucel-T是通过收集患者的血液后，用白细胞去除术富集DC前体细胞后，在细胞因子GM-CSF的存在下与前列腺酸性磷酸酶（prostate acid phosphatase，PAP）共孵育36～44 h，DC负载抗原后，回输给患者。临床试验发现，该疫苗将患者中位总生存期提高了约4个月，与安慰剂相比具有显著差异［33］。尽管该疫苗的总体疗效并未达到治愈疾病的目的，但对于DC疫苗的发展具有重要意义。
在治疗性DC疫苗上，近年来基于上述策略的DC疫苗在临床中对于治疗肺癌［34］、乳腺癌［35］、结肠癌［36］、胶质母细胞瘤［37］、肝癌［38］等多种实体瘤和血液病［39］均有突破性进展。在预防性DC疫苗上，研究者也试图开始用DC疫苗预防COVID-19［15］。部分DC疫苗的临床研究信息见表3，数据来源于https：／／clinicaltrials.gov。
表3 部分DC负载抗原的临床研究Tab.3 Clinical study of partial antigens loaded on DCs
3.1 DC亚群的选择 由于DC在体内的稀缺性，目前许多DC疫苗选择使用的是由PBMC通过细胞因子诱导而来的MoDC。但MoDC似乎达不到预期效果，推测是因为MoDC迁移至淋巴结能力有限；
此外MoDC对于具备激活哪一类T细胞的能力有待确认［40］。一些研究表明，使用MoDC疫苗后，T细胞的启动实际上需要内源性DC［41］。目前已有多项在鼠和人体上的研究使用了cDC1或cDC2等。如TAY等［42］通过诱导出CD133+DC负载肿瘤mRNA后用于治疗乳腺癌的研究中，在小鼠体内获得了较好的效果。ZHOU等［43］通过诱导CD103+cDC，较MoDC显示出更好的对骨肉瘤的疗效，与CTLA-4免疫检查点疗法结合可获得100%肿瘤消退的效果。此外，CD8+cDC1、CD11b+cDC2和pDC也均有相关的研究［44-47］。因此，不同亚群DC似乎可在疾病的预防和治疗中起不同的作用，但究竟选择何种DC亚群目前仍需进一步研究。
3.2 靶点的选择 目前DC疫苗的制备，可选择单一表位（如SARS-CoV-2 S蛋白），也可联合多种表位或直接选择肿瘤总mRNA或肿瘤细胞裂解物进行DC负载。选择合适的疫苗靶点对疾病的预防和治疗至关重要，但对于一些肿瘤以及病毒感染性疾病（如HCV）尚无非常明确的靶点。选择疾病靶点过多可能引发自身免疫疾病，过少则有可能疗效有限或是无效靶点。目前很多工作（如肿瘤新抗原的寻找）也正希望突破这个难点。如果未来寻找到有效、明确的疾病靶点应用至DC疫苗将推动其快速发展。
3.3 递送系统的选择和优化 在体外诱导DC的过程中，不同种类和不同剂量的细胞因子培养出的DC表型上具有很大差异。这些DC迁移至淋巴结的能力和对下游T细胞的刺激能力均不同。如经诱导产生的未成熟DC因MHCⅠ和MHCⅡ等共刺激分子表达较低，无法较好激活T细胞。此外，DC的迁移能力与体内的细胞因子、细胞表面CCR7等受体密切相关。通过不同细胞因子组合可促进DC表面CD83和CCR7的高表达，同时具备分泌IL-12p70的能力［48］。另外有研究通过在疫苗注射部位上使用破伤风类毒素预处理后，增强DC以依赖于CCL3的方式发生趋化作用［49］。另外，不同的递送方式（皮内、皮下、静脉）也会有不同的结果。皮内和皮下递送方式，DC会迁移至引流淋巴结中，但迁移率仅在5%左右［50-51］；
静脉递送方式，DC会集中在肝、脾、肾等组织器官，但疗效较差［52］。
3.4 DC疫苗产业化的困难 由于DC在人体内的稀少性和不同个体间的免疫排斥，DC疫苗的制备均需个性化的独家定制，这给DC疫苗的普及带来诸多问题。与其他个性化治疗一样，DC疫苗的费用非常昂贵，Sipuleucel-T的每个疗程高达9万多美元。因此，该疫苗的可及率非常低。另外，在GMP条件下对自体DC进行高效的扩增和诱导、保证DC疫苗的一致性和标准化、建立DC疫苗的评价标准等难题，均在DC疫苗的产业化上亟待解决［53-54］。
DC作为唯一能激活初始T细胞的抗原提呈细胞，其在机体的免疫过程中至关重要。过去二十年间，DC疫苗的研究取得了重大进展，DC疫苗也在不断进行细化和优化以获得更好的迁移能力和免疫效果。然而，目前对于DC功能、疾病发生的机制和靶点的了解有限，DC疫苗想要取得突破性进展仍需对这些基础理论进行更加深入和详细的探讨。继续进行对DC参与的免疫调控网络中其他细胞在免疫过程中的研究，如ILC、巨噬细胞，也可为DC疫苗的设计提供新的参考。综上所述，DC疫苗是近年来备受关注的一类新型疫苗，能从抗原提呈的角度进行疾病的预防和治疗，具有极大的发展潜力。
猜你喜欢 抗原靶向诱导 隧道智能逃生诱导系统中国交通信息化(2022年8期)2022-10-28不同诱导系对不同基因型玉米材料的诱导率评价中国种业(2022年9期)2022-10-13新型抗肿瘤药物：靶向药物中老年保健(2022年1期)2022-08-17姜黄素抑制骨肉瘤细胞增殖、迁移和侵袭并诱导凋亡的作用研究九江学院学报(自然科学版)(2022年2期)2022-07-02苏州市D抗原阳性无偿献血者C和e抗原阴性率及其筛血策略*交通医学(2022年2期)2022-06-14如何判断靶向治疗耐药保健医苑(2022年5期)2022-06-10靶向免疫联合三维适形放疗治疗晚期原发性肝癌患者的疗效观察中国典型病例大全(2022年7期)2022-04-22血清铁蛋白、IL-6和前列腺特异性抗原联合检测在前列腺癌诊断中的应用现代临床医学(2021年5期)2021-11-02携IL-6单克隆抗体靶向微泡破坏技术在兔MI/RI损伤中的应用昆明医科大学学报(2021年2期)2021-03-29负载抗原DC联合CIK对肝癌免疫微环境的影响昆明医科大学学报(2021年1期)2021-02-07本文来源：http://www.zhangdahai.com/shiyongfanwen/qitafanwen/2023/0605/607245.html
